Paslaptingai Traukiantis Protonas Ir Toliau Kelia Galvosūkį Fizikams

{h1}

Naujų eksperimentų gausa siekiama išsiaiškinti, kodėl protonų matavimai nesumuojami.

DENVERIS - Anot fiziko, protono dydis, kuris, kaip manoma, seniai suprantamas, kurį laiką gali išlikti paslaptimi.

Kalbėdami šiandien (balandžio 13 d.) Balandžio mėnesį vykusiame Amerikos fizikų draugijos susirinkime, tyrėjai teigė, kad jiems reikia daugiau duomenų, kad suprastų, kodėl nauji protonų dydžio matavimai nesutampa su senaisiais.

„Neatitikimas yra gana didelis“, - teigė Maksas Plancko kvantinės optikos instituto mokslininkas Randolfas Pohlas. Pohlas ir jo kolegos teigė, kad paaiškinimas yra nuobodus - kažkas suklaidino matavimus - ar kažkas sukurs naujas fizikos teorijas. [Juokinga fizika: pačios kiečiausios dalelės gamtoje]

Neįtikėtinai traukiantis protonas

Protonas yra teigiamai įkrauta dalelė atomų branduolyje, visko statybinė dalis. Metų matavimai pririšo protoną prie 0,8768 femtometrų spinduliu (femtometras yra milijonoji milijardoji metro dalis).

Tačiau 2009 m. Naudotas naujas metodas rado kitokį matavimą: 0,84087 femtometrai, 4 proc. Spindulio skirtumas.

Ankstesniuose matavimuose protonų spinduliui nustatyti buvo naudojami elektronai, neigiamai įkrautos dalelės, kurios apskrieja branduolį debesyje. Norėdami atlikti matavimus elektronų pagalba, tyrėjai gali atlikti vieną iš dviejų dalykų. Pirma, jie gali šaudyti elektronus protonuose, kad išmatuotų elektronų deformaciją. Šis elektronų išsklaidymo metodas leidžia suprasti teigiamai įkrauto protono dydį.

Alternatyva yra bandymas priversti elektroną judėti. Elektronai, zingi aplink atomo branduolį, kuriame yra protonai, skirtingais lygiais, vadinamais orbitalais. Jie gali šokinėti iš orbitos į orbitą padidindami ar sumažindami savo energiją, kurią elektronai daro prarasdami ar įgaudami elementarią šviesos dalelę, vadinamą fotonu. Energijos kiekis, kurio reikia, kad elektronas būtų nubraižytas nuo orbitos iki orbitalės, fizikams nurodo fizikams, kiek traukia protonas, taigi ir protono dydis.

Pohlas ir jo kolegos protono matavimuose visai nenaudojo elektronų. Vietoj to, jie kreipėsi į kitą neigiamai įkrautą dalelę, vadinamą muonu. Muonas yra 200 kartų sunkesnis už elektroną, todėl jis protoną rutuliojasi 200 kartų arčiau. Dėl šios gaktos mokslininkams lengviau nuspėti, kurioje orbitoje gyvena musonas, taigi protono dydis yra daug jautresnis.

„Muonas yra arčiau protono ir turi geresnį vaizdą“, - sakė Pohlas.

Galimi paaiškinimai

Šie jautrūs muonų matavimai davė mažesnį nei tikėtasi protono spindulio rezultatą - visiškai netikėtą atradimą, sakė Pohlas. Dabar fizikai lenktyniauja aiškindami neatitikimus.

Viena galimybė yra tai, kad matavimai yra tiesiog neteisingi. Pohlas teigė, kad šis „nuobodus paaiškinimas“ yra labiausiai tikėtinas, tačiau ne visi fizikai sutinka.

„Aš sakyčiau, kad tai nėra eksperimentinė pusė“, - sakė Masačusetso technologijos instituto fizikas Janas Bernaueris.

Bernaueris teigė, kad elektroniniai matavimai buvo pakartoti daugybę kartų ir yra gerai suprantami. Muon eksperimentai turi pranašumą, kad jei jie yra daromi neteisingai, jie visai neteikia rezultatų.

Jei paaiškėja, kad eksperimentinė klaida nėra kaltininkas, gali kilti tam tikra skaičiavimo problema “, taigi mes iš tikrųjų žinome viską, kas vyksta, bet mes tiesiog neskaičiuojame to teisingai“, - žurnalistams sakė Bernaueris.

Labiausiai jaudina tai, kad neatitikimas gali atskleisti naują fiziką, nepaaiškintą dominuojančios fizikos teorijos, standartinio modelio. Turbūt yra kažkas nežinomo apie tai, kaip monas ir elektronai sąveikauja su kitomis dalelėmis, sakė Johnas Arringtonas, fizikas iš Argonne Nacionalinės laboratorijos Ilinojaus valstijoje. [Susuktas kūnas: 7 protu nesuvokiami radiniai]

Viena galimybė yra tai, kad fotonai nėra vienintelės dalelės, kurios neša jėgas tarp dalelių - galbūt mišinyje yra nežinoma dalelė, sukelianti protonų matavimo neatitikimus.

Tolesni žingsniai

Norėdami sužinoti, kas vyksta, fizikai keliose laboratorijose pradeda naują eksperimentų rinkinį. Viena pagrindinių tyrimų krypčių yra elektronų išsklaidymo eksperimentų patikrinimas, siekiant įsitikinti, ar jie buvo atlikti teisingai ir ar visi aspektai yra suprantami, sakė Arringtonas.

Kitas tikslas - pakartoti išsibarstymo eksperimentus, tačiau užuot šaudę elektronus į protonus, jie šaudys į protonus. Šis projektas, „Muon Scattering Experiment“ arba „MUSE“, vyks Paulo Scherrerio institute Šveicarijoje. Ten esančios patalpos leis tyrėjams vienu eksperimentu išmatuoti elektronų ir muonų išsibarstymą.

„Tikimės, kad elektronų sklaidymo pusėje mes dar kartą patikrinsime visus dalykus, kurie meta iššūkį šiems matavimams“, - teigė Arringtonas. "Jei vis tiek išliksime šio neatitikimo, galėsime užpildyti šį paskutinį langelį ir pažvelgti į muonų išsklaidymą ir pamatyti, nepriklausomai nuo to, kaip jūs darote matavimą, ar elektronai ir muonai suteikia jums ką nors kita?"

Arringtonas teigė, kad planuojama pradėti rinkti duomenis tame eksperimente 2015 m. Arba 2016 m., Tai reiškia, kad protono dydis šiek tiek ilgiau išliks apribotas.

„Tai nėra lengva“, - sakė Arringtonas. "Tikimės tai padaryti per mažiau nei 10 metų, bet galbūt mes esame optimistiški."

Stebėkite Stephanie Pappas „Twitter“ ir „Google+“. Sekite mus @gyvenimų mokslas, Facebook & „Google+“. Originalus straipsnis svetainėje WordsSideKick.com.


Vaizdo Papildas: .




Tyrimas


Tamsūs Saulės Pusmagnetai Iš Mūsų Pusės Galėtų Tekėti Kiekvieną Dieną
Tamsūs Saulės Pusmagnetai Iš Mūsų Pusės Galėtų Tekėti Kiekvieną Dieną

Didžiausias Pasaulyje „Atom Smasher“, Pažadintas Po Žiemos Snaudimo
Didžiausias Pasaulyje „Atom Smasher“, Pažadintas Po Žiemos Snaudimo

Mokslas Naujienos


Retas Fluorescencinis Jūros Vėžlys Švyti Raudonai Ir Žaliai
Retas Fluorescencinis Jūros Vėžlys Švyti Raudonai Ir Žaliai

Po 75 Metų Anne Franko Dienoraštis Vis Dar Rengia Pamokas Mums Visiems
Po 75 Metų Anne Franko Dienoraštis Vis Dar Rengia Pamokas Mums Visiems

„Locker“ Primintos Receptinės Spintelės
„Locker“ Primintos Receptinės Spintelės

Nuotraukose: Kodėl Zebrai Turi Juodas Ir Baltas Juosteles
Nuotraukose: Kodėl Zebrai Turi Juodas Ir Baltas Juosteles

Šunys Geria Taip, Kaip Katės... Bet Sloppier
Šunys Geria Taip, Kaip Katės... Bet Sloppier


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com